vorrei porre questa domanda ed avere da voi possibili utili consigli che mi aiutino a risolvere questo piccolo problema.
Devo caratterizzare l'andamento corrente-tensione di una sorgente d'energia (generica per ora). I valori in gioco sono dell'ordine dei
15-20 Volt max, 5-6 Ampere max. per fare ciò basta variare il carico resistivo ai suoi capi ottenendo così diversi punti di coordinate V-I che mi tracciano la caratteristica. Essendo alti i Watt da dissipare vorrei orientarmi su una cosa del tipo: avere un elemento che dissipa buona parte della potenza e poter variare a piacere il valore della resistenza di carico con semplici trimmer e/o potenziometri a bassa potenza 1-2 W. secondo voi è, in primis, possibile fare una cosa del genere? Se sì, avete qualche suggerimento da darmi.
Ringrazio anticipatamente tutti quelli che mi risponderanno.
se ho capito bene vorresti controllare tramite un trimmer la potenza che il sistema deve dissipare? potresti usare un bjt di potenza (deve reggere i 6A che dici come corrente di collettore), lo fai lavorare in lineare e come carico gli piazzi un resistore. La corrente che scorre nel bjt la decidi con un trimmer sulla base del transistor. In questo modo la potenza va quasi tutta sul bjt e sul resistore
questa è lo schema di principio... RB1 ed RB2 ti servono per impostare il punto di lavoro del bjt che scegli. I valori dipendono dal bjt scelto ma cmq devi polarizzarlo a metà della zona lineare in modo da sfruttare tutto il range. Il trimmer deve essere da pochi ohm... bisognerebbe fare i conti cmq direi 100ohm e non di + (la regola è che quando il trimmer è a 0ohm il bjt è acceso/lineare, quando il trimmer è al max il bjt sta per entrare in saturazione)
[FIDOCAD ] MC 75 40 0 0 300 MC 90 20 1 0 080 MC 90 50 0 0 040 TY 95 20 5 3 0 0 0 * 10W MC 90 20 3 0 010 MC 55 20 3 0 010 MC 65 40 3 0 116 MC 55 30 1 0 080 MC 55 40 1 0 080 LI 65 40 55 40 LI 55 30 55 20 MC 55 50 0 0 040 SA 55 40 TY 40 45 5 3 0 0 0 * RB2 TY 40 30 5 3 0 0 0 * RB1
ci sono altre soluzioni ovviamente... un'altra potrebbe essere quella di mettere un lm338K (è come lm317 ma regge 5A e se prendi quello in package TO3 riesci a gestire fino a 50W) ti allego uno schema, tieni conto che:
- i 20V che hai devono essere continui... se sono alternati devi aggiungere un ponte di diodi da 10A in ingresso e poi un elettrolitico verso massa, di grossa capacità (come sempre bisognerebbe fare i conti cmq 4700uF è tanto per darti un'idea) e almeno 35V - rispetta le polarità!!!
- DEVI assolutamente dissipare abbondantemente lm338 altrimenti ti va in protezione e alla lunga lo danneggi pure
- regolando il trimmer regoli la tensione di uscita e quindi anche la corrente dal momento che sull'uscita c'è una resistore di potenza da 4,7ohm ... così ad occhio abbiamo I=V/R e quindi quando in uscita hai 15V la corrente che scorre nel resistore è 15/4,7=3,2A e deve dissipare 3,2*15=48W mentre la potenza dissipata dal lineare (lm338) è P=VI=(20-15)*4,5=22,5W. Totale=70,5W se invece in uscita imposti (agendo sul trimmer) una tensione di 4,7V hai che 4,7/4,7=1A scorre nel resistore (deve dissipare 4,7W) mentre il lineare deve dissipare (20-4,7)*1=15,3W. Totale 20W
Da questi conti capisci che o usi una resistenza da 50W (forno/lavatrice) oppure limiti a qualche volt l'uscita del lineare - in ogni caso penso che per il tuo esperimento la cosa funzioni!!! Cmq è tardi per cui sono scusato se ho scritto qualche cavolata :) ciao!
[FIDOCAD ] TY 100 65 5 3 0 0 0 * LM338K RV 90 55 130 75 LI 110 75 110 95 LI 110 85 125 85 MC 125 85 0 0 080 LI 135 85 140 85 LI 140 85 150 85 LI 150 85 150 65 LI 150 65 130 65 LI 150 65 165 65 MC 110 95 0 0 116 LI 90 65 75 65 MC 165 80 1 0 080 LI 165 80 165 65 SA 110 85 SA 150 65 TY 130 90 5 3 0 0 0 * 220/1w4 TY 170 85 5 3 0 0 0 * 4,7/50W MC 75 45 3 0 010 LI 75 45 75 65 TY 80 35 5 3 0 0 0 * +20VCC TY 80 60 5 3 0 0 0 * IN TY 135 60 5 3 0 0 0 * OUT TY 100 75 5 3 0 0 0 * ADJ TY 90 95 5 3 0 0 0 * 5K-lin LI 110 120 165 120 SA 140 120 MC 140 120 0 0 040 LI 165 120 165 90 LI 110 105 110 120
beh, prima di tutto ti ringrazio per la disponibilità e serietà, grazie davvero. detto ciò, ti dico: la sorgente che devo caratterizzare è un modulo fotovoltaico (ad elevata potenza) in diverse situazioni. il circuito a bjt che mi hai proposto in teoria va bene, ma in pratica c'è il problema che la Vcc (chiamiamola così per capirci) non è costante (in quanto il modulo fotovoltaico è teoricamente un generatore di corrente) e questo mi sposterebbe la retta di carico (punto di lavoro) del transistor. che ne pensi?
sono continui.
assolutamente d'accordo.
questa soluzione la vedo molto più praticabile. mi resta un dubbio che il datasheet del IC non mi ha risolto: quanto ha di dropout questo integrato? come il 317? perchè se avesse un dropout elevato potrebbe crearmi dei problemi.
certo, certo, ma di resistenze da 50W ne ho quindi questo non è un problema. ;-)
nessuna cavolata, anzi tutto molto interessante. ;-)
mi auto-rispondo. ;-) su RS dà un dropout da 3V, però ci sono integrati simili con dropout molto più bassi: 1,5 fino a 0,3. in costo lievita ovviamente però c'è ampia scelta.
il termine giusto in questo caso sarebbe Vce ma cmq ho capito cosa intendi
non è costante (in
sì, l'osservazione è giusta... avevo capito che disponevi di una tensione compresa fra 15V e 20V ma fissa (es: 18V) a questo punto tra ingresso del lineare e massa un elettrolitico io lo metterei
il drop-out è una funzione di tante variabili tra cui certamente la corrente richiesta e la temperatura a cui si trova il lineare non è possibile fare velocemente un conto preciso "a mano", è meglio consultare il datasheet e riferirsi a 2 grafici in particolare: DROPOUT_VOLTAGE (grafica la differenza ingresso-uscita minima necessaria in funzione di temperatura e curva di carico) e CURRENT_LIMIT (grafica l'aumento di corrente possibile in uscita partendo dalla corrente attualmente erogata ed in funzione delle differenza ingresso-uscita)
a questo punto credo che la cosa migliore sia una combinazione delle 2 soluzioni. Usi il lineare per portare la tensione in ingresso (continua e variabile tra 15V e 20V) in una tensione stabile più bassa FISSA. Poi al posto della resistenza ci metti un carico attivo e cioè bjt+resistenza (entrambi di potenza)
E' chiaro che se scegli di avere 5V in uscita non devi stare a fare tanti conti perchè sicuramente rispetti la condizione di drop-out in qualsiasi situazione di corrente/temperatura/ecc... però così facendo ti trovi che è il lineare a dissipare gran parte della potenza... mentre l'ideale sarebbe far lavorare il carico (bjt+resistenza) per cui a sentimento direi: Vin_min=15V, Iout_max=5A --> Vout_fixed=15-3=12V (ho considerato 3V di drop-out che sarebbero necessari quando chiedi 5A e lavori a 50° sotto zero - caso peggiore)
in questo modo abbiamo che quando:
- Vin=20V, Iout=5A il lineare deve dissipare (20-12)*5=40W (ti serve per forza il to3 metallico, ottima dissipazione, magari aggiungendo una ventola)
- Vin=15V, Iout=5A il lineare deve dissipare (15-12)*5=15W
in pratica abbiamo fatto un alimentatore 12V stabilizzato di potenza ora come carico ci metti pari pari il circuito con bjt+resistenza e con il trimmer regoli in pratica la resistenza di carico del lineare per cui anche la sua corrente erogata e la potenza assorbita dal sistema!
- tieni presente che sono solo conti di massima ma cmq per il tuo lavoro dovrebbero andar bene
- per la scelta del bjt assicurati che la Vce che regge sia >12V e la Ic>5A, poi devi controllare anche la Veb che di solito è critica
- scegliendo opportunamente il transistor forse (dico forse) si potrebbe evitare la resistenza - anche il transistor va dissipato, occhio!!!
ci ho pensato anche io a questa tua ultima considerazione. ti chiedo un ultima cosa: a proposito del circuito del transistor che mi hai proposto, perchè hai messo sulla base 3 resistenze (2+1 trimmer) e non solo 1 Res e 1 trimmer? la mia è una curiosità. seconda cosa: togliendo, come hai ipotizzato la Rc, il punto di lavoro è fissato dalla sola Rb, giusto? come dimensioneresti le 3 resistenze di base?
Ciao Avendo piu' o meno lo stesso problema e stanco di cercare resistenzoni, mi sono fatto un carico artificiale ,che sostanzialmente e' un assorbitore di corrente ,indipendente dalla tensione, ma regolabile da 0 a 1 A.Per te e' certamente poco, ma l'idea e' quella e basterebbe far seguire a questo un transistor di grande potenza...e un signor dissipatore. Se ti interessa, mandami un mail e ti mando la foto .
Ciao Giorgio
[FIDOCAD] MC 65 45 0 0 360 LI 80 35 80 25 LI 80 25 25 25 MC 80 55 1 0 080 LI 80 65 80 70 MC 30 25 1 0 080 MC 30 55 1 0 220 MC 30 40 1 0 220 LI 30 35 30 40 LI 30 40 45 40 SA 65 25 SA 30 40 SA 30 25 SA 30 70 SA 45 40 SA 20 25 SA 20 70 LI 20 25 30 25 LI 20 70 30 70 TY 85 60 5 3 0 0 0 * 1 ohm TY 85 40 5 3 0 0 0 * TIP100 TY 60 20 5 3 0 0 0 * 2N2222 TY 35 30 5 3 0 0 0 * 1k TY 15 45 5 3 0 0 0 * Vin MC 15 25 0 0 074 TY 15 20 5 3 0 0 0 * Iin TY 10 15 5 3 0 0 0 * Corrente abbastanza indipendente da Vin TY 80 50 5 3 0 0 0 * con dissipatore TY 105 60 5 3 0 0 0 * 5W TY 15 10 5 3 0 0 0 * Vin > 4 V Iin fino a 1 A MC 45 40 1 0 100 MC 50 35 0 0 280 LI 50 45 50 35 MC 50 50 0 0 200 MC 65 55 2 0 200 MC 50 60 0 0 200 LI 45 50 50 50 LI 65 50 65 55 LI 50 55 50 60 LI 65 60 65 70 SA 65 70 LI 80 70 25 70 TY 45 35 5 3 0 0 0 * 5k
**perch=E8 hai messo sulla base 3 resistenze (2+1 trimmer) e non
**solo 1 Res e 1 trimmer?
le 2 resistenze formano un partitore, al punto centrale collegheresti di norma la base del transistor. Cos=EC facendo stabilisci il punto di lavoro. Qui il bjt funziona in lineare quindi come fosse un amplificatore (audio per esempio) E' uno sche di possibile polarizzazione e deriva da quello pi=F9 generale detto a 4 resistori (il 4=B0 andrebbe messo sull'emettitore) il trimmer serve per spostare il punto di lavoro... ecco perch=E8 un trimmer da 10k non va bene!
**come dimensioneresti le 3 resistenze di base? per fare i conti servono pi=F9 dati... che transistor metti?
Ciao Per realizzare una specie di zener da 3 V, per avere una tensione di riferimento costante !!!!!!! Poi accidentalmente servono anche per vedere se la tensione e' stata pplicata !!!
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